鄂尔多斯地区中元古界“拗拉槽”的重新厘定

冯娟萍，欧阳征健 ，周义军，包洪平，严 婷

(1.西安科技大学 地质与环境学院, 陕西 西安 710054;2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室, 陕西 西安 710018;3.中国石油长庆油田分公司 勘探开发研究院,陕西 西安 710018;4.中国石油东方地球物理公司研究院 长庆分院,陕西 西安 710021)

在全球范围内,中—新元古界原生油气的油气资源尚未引起国内外石油地质界的足够关注[1-2]。但是，在西伯利亚、非洲、东欧、印度、阿拉伯与澳大利亚等克拉通盆地均有中—新元古界原生油气藏的报道,特别是东西伯利亚与阿曼两地,现探明的油气储量已达到亿吨级至十亿吨级油当量的规模,展示出克拉通盆地中—新元古界巨大的勘探潜力[3-9]。中国大型克拉通盆地主要分布在中西部地区,以鄂尔多斯盆地、四川盆地和塔里木盆地为代表。中—新元古界主要发育“新生古储”和“原生”两类油气藏,其中“新生古储”型油气藏以华北油田与四川威远大气田为代表[10-18];燕山地区蓟县系存在沥青砂岩原生古油藏,这是中国最古老的“原生”油藏。

近年来,四川盆地新元古界发现了安岳气田,该气田位于克拉通拗拉槽,裂陷部位沉积厚度大,烃源条件良好,局部隆起具备较好的储集条件,为气田的形成提供了充足的气源及良好的源储成藏组合。鄂尔多斯盆地伊盟隆起锦13井中—元古界长城系(3 527～3 530 m)见明显气测异常,中途测试获23 970 m3/d天然气流,证明中—新元古界是一个值得关注的能源勘探领域。

“拗拉槽”是元古界烃源岩发育的有利部位,弄清“拗拉槽”的空间展布对于鄂尔多斯地区深层元古界“自生自储”型油气勘探具有重要的指导作用。目前,关于鄂尔多斯地区是否发育“拗拉槽”存在较大的争议,部分学者认为贺兰山地区发育“拗拉槽”[19-20];还有部分学者认为中、下元古界，除贺兰山地区之外,鄂尔多斯盆地亦发育了一系列“拗拉槽”[21-26]。最近,邸领军认为贺兰山地区不发育“拗拉槽”[27]。

总体上讲，鄂尔多斯地区中元古界的研究、勘探程度较低,且二三十年基本上处于停滞状态。近几年,长庆油田开始关注盆地深层的风险勘探,针对元古界部署了一些区域地震大剖面(见图1),为重新厘定“拗拉槽”的空间展布范围奠定了基础。因此，本文利用重磁、地震、钻井与地质等资料,对该地区的“拗拉槽”这一重大科学问题进行研究,旨在为鄂尔多斯地区深层中元古界的油气勘探提供基础资料与参考建议。

图1 鄂尔多斯地区构造单元划分与区域地震大剖面位置图Fig.1 Zoning map of tectonic units and location of regional seismic sections in Ordos area

1 地质概况

鄂尔多斯地区属华北克拉通西侧部分,盆地北侧、西侧北段与阿拉善内蒙地块相邻,西侧南段与走廊过渡带、祁连褶皱带相接,南侧隔渭河盆地与秦岭褶皱带相望,南侧东段与豫皖地块的小秦岭地区相邻,东邻山西地块的吕梁山隆起。研究区包括鄂尔多斯盆地及其周缘,其中鄂尔多斯盆地可划分为6个一级构造单元:伊盟隆起、西缘冲断带、天环拗陷、伊陕斜坡、靖西挠褶带和渭北隆起(见图1)。华北克拉通基底拼合于古元古代末期,中元古界处于伸展环境,具备“拗拉槽”发育的构造背景[28]。

2 地球物理场特征

研究区布格重力异常形态变化较大,鄂尔多斯盆地内部布格重力异常低,盆地边缘异常相对较高。盆地内布格重力异常高值区主要呈南北、东西和北东向条带状展布,揭示盆地结构具备横向分块的不均一性镶嵌的特点(见图2)。

从航磁化极异常分区图来看,鄂尔多斯地区存在两个方向的线性构造。北部地区阴山—狼山、伊盟隆起为EW向构造,中部、南部为NE向构造。已有研究表明,“磁异常”一般都和岩浆岩、铁矿床、基性及超基性岩有关,强磁性带可能是太古界陆核及早元古界基性火山岩的响应;弱磁性带是中元古界沉积盖层的响应。从航磁异常来看,该区西部广泛分布中元古界;中南部发育多条弱磁性带,推测为中元古界狭长沉陷带,可能为“拗拉槽”展布范围(见图3)。

图2 鄂尔多斯地区布格重力异常分区图Fig.2 The subarea map of bouguer gravity anomaly in Ordos Area

图3 鄂尔多斯地区航磁化极异常分区图Fig.3 Zoning map of aeromagnetic anomaly by reduction to the pole in Ordos Area

3 地层展布规律

利用地震大剖面与钻井资料,落实了研究区中元古界长城系的空间展布规律。从鄂尔多斯地区中元古界长城系等厚图可以看出,长城系继承了基底的结构宏观构造格局,展布方向与地球物理场的展布方向大体一致(见图4)。

中元古界长城系整体上自西北向东南呈拗隆相间格局,表现出“五隆夹四拗”的沉积特点。地层相截于大断层处,为典型伸展背景下的沉积建造。长城系展布方位呈北东向,地层西南部较厚,向北东方向逐渐尖灭。地层厚度变化范围比较大,变化范围一般为0～6 000 m,最大超过1 000 m。研究区北东部整体抬升较高,长城系没有沉积或者剥蚀殆尽。

4 “拗拉槽”空间展布

通过钻井、地震、非地震与长城系展布规律等方面的研究,鄂尔多斯地区“拗拉槽”应进一步细化为4个“拗拉槽”:宁蒙拗拉槽、甘陕拗拉槽、秦晋拗拉槽和秦豫拗拉槽，它们总体上呈北东向展布(见图5)。

宁蒙拗拉槽呈北东向展布,延伸约350 km;宽度变化较大,最窄处约3 km,最宽处可达160 km左右;深度自北东向西南逐渐加深,深度范围变化较大, 一般为2 000～6 000 m, 最深可达10 000 m以上(见图5，6)。

甘陕拗拉槽同样呈北东向展布,延伸约250 km;宽度变化在30～60 km;深度自北东向西南逐渐加深,深度范围变化较大,一般为2 200～6 200 m,最深可达10 000 m以上(见图5，7)。桃59井位于该拗拉槽边缘,由于工程原因未钻穿元古界,仅钻入长城系264 m。长城系顶部为绿灰色泥岩、杂色泥岩夹浅灰色中砂岩。中、下部为棕红、浅棕色中砂岩、细砂岩,夹薄层棕褐色页岩、碳质泥岩。该井已钻入的长城系以砂岩为主,紫色泥岩次之,夹薄层暗色泥岩,说明该井长城系沉积时水体不深,处于拗拉槽边缘。

秦晋拗拉槽呈北东向展布,延伸约420 km;宽度变化较大,最窄处约12 km,最宽处可达140 km左右;深度同样自北东向西南逐渐加深,深度范围变化较大,一般为2 400～6 500 m,最深可达10 000 m以上(见图5)。

秦豫拗拉槽呈北东向展布,宽度较宽,延伸范围大,深度范围为2 700～7 000 m, 最深可达10 000 m以上(见图5)。

图4 鄂尔多斯地区中元古界长城系等厚图Fig.4 The contour map of thickness of Mesoproterozoic Changcheng system in Ordos Area

图5 鄂尔多斯地区中元古代长城纪“拗拉槽”展布范围图Fig.5 The map of aulacogen of Mesoproterozoic Changcheng Period in Ordos Area

图6 鄂尔多斯地区G12-02区域地震地质解释大剖面(局部放大)Fig.6 G12-02 large section of regional seismic geological interpretation in Ordos Area (partial enlarged detail)

图7 鄂尔多斯地区G16-08区域地震地质解释大剖面(局部放大)Fig.7 G16-08 large section of regional seismic geological interpretation in Ordos Area (partial enlarged detail)

5 认识与结论

1)布格重力异常揭示,鄂尔多斯地区基底地质结构具有不均一镶嵌的特点。

2)航磁化极异常显示,该区西部可能广泛发育中元古界,中南部分布多条北东向中元古界沉积带。

3)长城系继承了基底的宏观构造格局,自北西向南东呈拗隆相间排列;这与地球物理场展布规律大体一致,呈北东向展布。

4)长城纪发育4个北东向展布的“拗拉槽”:宁蒙拗拉槽、甘陕拗拉槽、秦晋拗拉槽和秦豫拗拉槽。